“SOFC는 잠재력이 높은 고성능 발전 기술”
“고체산화물연료전지(SOFC)는 백금 촉매를 사용하는 저온형과 달리 니켈을 촉매로 사용함으로 대용량화시 셀 및 스택 제조 가격을 낮출 수 있습니다. 또 화합물의 성분도 자유롭게 개발될 수 있기에 개발 및 상용화 가능성이 더 높습니다. 따라서 SOFC 자체가 갖는 고유의 장점을 극대화해 고효율과 장수명, 저비용의 제작기술을 바탕으로 하는 SOFC 시스템이, 가정용 또는 건물용 발전시장으로 제품화돼 나올 가능성이 매우 높고, 최근 학계나 산업계에서의 연구결과에서 이런 가능성이 입증되고 있습니다.”
한국전력공사 전력연구원 에너지신산업연구소에서 국내 SOFC를 1세대로 연구·개발한 유영성 박사(55)는 SOFC를 시스템으로 개발 시 발전효율도 타 연료전지에 비해 5~10%가 높고, 상대적으로 기술적 잠재력이 높은 연료전지 발전 기술이라고 했다.
유영성 박사는 지난 1997년 SOFC 개발을 국내 최초로 성공해 학계에 발표했다. 그 후 2003년과 2006년 각 1㎾급 중온형 SOFC 시스템 개발과 5㎾급 열병합 SOFC 발전시스템을 개발해, SOFC 산업을 중심에서 이끌어 가고 있다.
특히 그는 지난해 11월 수행에 들어간 ‘중소형 SOFC 발전시스템 개발’ 과제를 위해 최근 카이스트, 에이치앤파워, 전남대학교와 함께 컨소시엄을 맺어 오는 2018년까지 연구·개발을 진행하고 있다.
“이번 연구에서는 과거에 개발한 원천기술을 기반으로 하여 현재 한전에서 국가산업으로 수행중인 스마트·마이크로그리드(SG·MG)에 필요한 신재생에너지 발전원으로 활용할 수 있는 연료전지 발전기술을 개발하고 있습니다.”
“또 총 3차년도에 걸쳐 진행되며, 1차년도에는 3㎾급 SOFC 발전시스템 상용화 핵심기술개발, 2차년도엔 10㎾급 SOFC 시스템 핵심기술개발, 3차년도는 건물/MG용 20㎾급 SOFC 시스템 개발 및 실증을 목표로 진행하고 있습니다.”
“특히 최근 늘어나는 열(냉)수요 및 전력수요에 원활히 대응하면서 소형의 분산발전으로 최근의 전력산업에 적합한 건물단위 또는 가정단위의 고효율 청정발전용을 개발하고자 이번 과제를 한전 연구비로 추진하게 됐습니다.”
유 박사는 이번 과제의 연구진행으로 SOFC 산업계 및 시장을 활성화시키기 위해 전력투구하겠다는 의지다.
“SOFC가 시스템으로 개발을 성공 하면, 가격과 수명 및 발전효율이 획기적으로 향상될 수 있는 가능성이 있습니다. 그렇기에 이번 한국전력공사의 주도로 진행되는 연구를 초석으로 SOFC 상용화를 반드시 이뤄낼 것입니다.”
“SOFC 산업화 포럼에 자문위원으로 위촉되고 한전도 참여한 만큼, SOFC 산업화 포럼과 지속적인 협력을 통해, KS인증 및 각종 법규 개정 등에도 활발히 움직여 국내 SOFC 산업계에 활력을 키울 생각입니다.”
특히 유영성 박사는 현재 SOFC를 포함한 연료전지가 보다 활기를 띄기 위해선 국민적 홍보도 필요하지만, 가격저감과 수명연장 등 기술적 해소가 가장 요구된다고 강조했다.
“연료전지는 신재생에너지원의 시장수요가 증대됨에 따라 시기에 맞춰 시장에 등장했지만, 현재 시장 수요자들이 요구하는 조건을 다 만족하지 못하고 있는 상황입니다. 수요자가 요구하는 사항이 바로 연료전지 시스템 가격저감과 수명연장일 것입니다.”
“이러한 수요자의 요구를 충족시키기 위해 SOFC 산업계도 해결해야 할 과제가 있습니다. 고분자전해질연료전지(PEMFC)와 다르게 SOFC는 고온에서 작동하기에 전원이 꺼졌을 때, 다시 작동하는데 PEMFC보다 긴 시간이 요구됩니다. 그렇기에 저를 포함한 SOFC를 연구하는 산·학·연은 SOFC의 기동문제와 전원 On/Off 성능 향상을 위해 많은 연구를 진행해야 합니다.”
한편 그는 최근 예상치 못한 국제 유가하락과 신기후협약 수행과는 다르게 정부지원 및 추진의지 부족이 안타깝다고 했다. 최근 화두로 떠오른 미세먼지 억제에 연료전지가 대안인 만큼, 연료전지 시장 확대를 위해 정부 및 민간차원의 연구개발과 지원이 절실한 상황이라고 강조했다.
따라서 유영성 박사는 “정부가 추진하고 있는 청정에너지원을 찾는 문제는, 연료전지산업에서 자생적으로 해결하긴 어렵기에 정부와 인류적 숙제로 여겨야한다”며 “문제를 해결하기 위해서는, 정부·민간 차원의 확고한 지원이 있어야 하며, 국민들도 지속적인 관심과 기대를 가져야한다”고 말했다.